Biyokömür

Biyokömür ( ), biyokütlenin (odun, tarımsal atıklar, gübre vb.) oksijensiz veya sınırlı oksijenli bir ortamda piroliz (ısıl bozunma) işlemine tabi tutulmasıyla elde edilen, karbon açısından zengin, ince taneli ve gözenekli bir maddedir. Uluslararası Biyokömür Girişimi (IBI), biyokömürü "oksijenin sınırlı olduğu bir ortamda biyokütlenin termokimyasal dönüşümüyle elde edilen katı malzeme" olarak tanımlar.

Tarihçe
Biyokömür kullanımı, Amazon Havzası'ndaki yerli halkların tarımsal uygulamalarına, Kolomb öncesi dönemlere kadar uzanır. Yerliler, bitki atıklarını tamamen yakmak yerine üzerini toprakla örterek içten içe yanmasını sağlayan "kes ve kömürleştir" (slash-and-char) yöntemini kullanmışlardır. Bu süreç sonucunda, bölgedeki verimsiz tropikal topraklarda Terra Preta ( ) adı verilen, binlerce yıl sonra bile verimliliğini ve yüksek karbon içeriğini koruyan topraklar oluşmuştur.

Üretim Yöntemleri
Biyokömür üretimi, biyokütlenin termal bozunması (piroliz) esasına dayanır. Sıcaklık ve bekleme süresi ürünün kalitesini belirler.

Piroliz ve Gazifikasyon
Yavaş Piroliz: Yaklaşık 350-500°C sıcaklıklarda ve uzun sürede gerçekleşir. Biyokömür verimi yüksektir (%35 civarı). Toprak verimliliği için ideal olan yöntemdir.
Hızlı Piroliz: Daha yüksek sıcaklıklarda ve saniyeler içinde gerçekleşir. Temel amaç biyo-yağ üretimidir (%60), kömür yan ürün olarak (%20 civarı) çıkar.

Hidrotermal Karbonizasyon (Hidrokömür)
Biyokütlenin su içinde ve basınç altında ısıl işlem görmesiyle (hidrotermal karbonizasyon) elde edilen ürüne Hidrokömür (Hydrochar) denir. Teknik olarak biyokömürden farklıdır; özellikleri biyokütle ile kömür arasındadır ve üretiminde kurutma işlemi gerektirmez.

Fizikokimyasal Özellikler
Biyokömürün yapısı ham maddeye ve üretim sıcaklığına göre değişir:
Gözeneklilik: Biyokömür, gram başına yüzlerce metrekareye ulaşan devasa bir yüzey alanına sahiptir. Bu yapı suyun ve besinlerin fiziksel olarak tutulmasını sağlar.
Karbon Yapısı: Düşük sıcaklıklarda amorf karbon yapısı hakimken, sıcaklık arttıkça (özellikle 600°C üzeri) grafen benzeri tabakalar oluşur ve malzemenin elektriksel iletkenliği artar.
pH Değeri: Genellikle alkalidir, bu da onu asidik topraklar için iyi bir düzenleyici yapar.

Kullanım Alanları
Tarım ve Toprak Islahı
Biyokömür, tarımsal verimliliği artırmak için toprağa uygulanır:
Su ve Besin Tutma: Toprağın su tutma kapasitesini artırır ve azot, fosfor gibi gübrelerin yağmur sularıyla yıkanıp yeraltı sularına karışmasını (leaching) önler.
Mikrobiyal Aktivite: Gözenekli yapısı, yararlı toprak bakterileri ve mantarları için korunaklı bir habitat sağlar.
Asitlik Giderme: Toprak pH seviyesini yükselterek asiditeyi düşürür.

İklim Değişikliği (Karbon Yutağı)
Bitkisel atıkların doğal çürümesi atmosfere karbondioksit ve metan salar. Biyokömür üretimi ise bu karbonu stabilize eder ve yüzlerce, hatta binlerce yıl boyunca toprakta saklar (Karbon sekestrasyonu).

İnşaat Sektörü
Biyokömür, beton ve harç üretiminde "yeşil katkı maddesi" olarak kullanılmaktadır. %1-2 oranında biyokömür eklenmesinin, betonun mukavemetini ve esnekliğini artırdığı, aynı zamanda yapının karbon ayak izini düşürdüğü tespit edilmiştir.

Hayvancılık
Yem katkısı olarak kullanıldığında hayvanların sindirim sistemini düzenlediği ve geviş getiren hayvanlarda (sığır vb.) metan gazı üretimini azalttığı belirtilmektedir. Ayrıca hayvan altlıklarına karıştırılarak koku ve amonyak salınımını azaltır.

Su Arıtma
Aktif karbona benzer şekilde, atık sulardaki ağır metalleri, boyaları, farmasötik kalıntıları (ilaç atıkları) ve diğer organik kirleticileri adsorbe etmek (tutmak) için etkili ve düşük maliyetli bir yöntemdir.

Çevresel Riskler
Yanlış hammadde (örneğin ağır metal içeren atıklar) kullanımı veya toprağa aşırı miktarda uygulama yapılması, toprak pH dengesini bozabilir, tuzluluğu artırabilir veya toprak canlılarına zarar verebilir.

Ayrıca bakınız
Odun kömürü
Karbon döngüsü
Sürdürülebilir tarım

Kaynakça